L'atmosfera terrestre
Mappa concettuale
L'atmosfera terrestre, con i suoi strati dalla troposfera all'esosfera, è essenziale per la vita e il clima. Contiene gas vitali come azoto e ossigeno, ospita fenomeni meteorologici e regola la temperatura attraverso l'effetto serra.
Riassunto
Schema
La composizione e la struttura dell'atmosfera terrestre
L'atmosfera terrestre è un involucro gassoso che circonda il nostro pianeta, estendendosi per migliaia di chilometri sopra la superficie terrestre. Composta principalmente da azoto (78%) e ossigeno (21%), con tracce di altri gas come l'anidride carbonica, il vapore acqueo e l'argon, l'atmosfera è fondamentale per la vita sulla Terra. La sua densità diminuisce con l'aumento dell'altitudine, e la forza di gravità terrestre la mantiene ancorata al pianeta. L'atmosfera è suddivisa in cinque strati principali: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera e esosfera, ciascuno con caratteristiche fisiche e chimiche distinte. Questi strati sono separati da zone di transizione chiamate "pause", dove si verifica un cambiamento nella tendenza della variazione di temperatura con l'altitudine.Caratteristiche degli strati atmosferici
La troposfera, che si estende fino a circa 8-15 km di altitudine, è lo strato più vicino alla superficie terrestre e contiene circa il 75-80% della massa totale dell'atmosfera, inclusa la maggior parte del vapore acqueo. La temperatura in questo strato diminuisce con l'aumento dell'altitudine, e qui si verificano i fenomeni meteorologici. La stratosfera si estende fino a circa 50 km di altitudine e contiene lo strato di ozono, che protegge la vita terrestre dalle radiazioni ultraviolette nocive. In questo strato, la temperatura aumenta con l'altitudine. La mesosfera, che si estende fino a circa 85 km, è caratterizzata da una diminuzione della temperatura con l'altitudine e dalla presenza di fenomeni come le meteore e le nubi nottilucenti. La termosfera, che si estende fino a circa 600 km, è lo strato dove si verifica l'aurora boreale e dove la temperatura aumenta nuovamente con l'altitudine. Infine, l'esosfera è lo strato più esterno, che si estende fino al confine con lo spazio esterno, dove le particelle gassose possono sfuggire all'attrazione terrestre.Il ciclo idrologico atmosferico
Il ciclo dell'acqua nell'atmosfera inizia con l'evaporazione dell'acqua dalle superfici terrestri e acquatiche e la traspirazione delle piante. Questi processi sono guidati dall'energia solare e portano alla formazione di vapore acqueo, che si condensa formando nuvole e precipita poi sotto forma di pioggia, neve o grandine. Il bilancio idrico atmosferico è fondamentale per il mantenimento dei cicli idrologici globali, che includono non solo i fiumi e i laghi, ma anche gli oceani e le riserve di acqua sotterranea.Regolazione climatica e termica dell'atmosfera
L'atmosfera terrestre gioca un ruolo essenziale nella regolazione del clima e della temperatura del pianeta. Attraverso processi come l'effetto serra naturale, l'atmosfera trattiene una parte del calore solare, mantenendo la Terra a una temperatura media che permette la vita. La radiazione solare incidente, composta da onde corte, viene in parte riflessa nello spazio e in parte assorbita dall'atmosfera e dalla superficie terrestre. La Terra, a sua volta, emette radiazione infrarossa a onde lunghe, che viene parzialmente trattenuta dai gas serra presenti nell'atmosfera, contribuendo a un bilancio termico stabile.Fattori che influenzano la temperatura atmosferica
La temperatura atmosferica è influenzata da diversi fattori, tra cui l'altitudine, l'angolo di incidenza dei raggi solari, che varia con la stagione e la latitudine, e la distribuzione geografica di terre e mari. Le masse d'acqua hanno una capacità termica maggiore rispetto alle terre emerse, il che significa che si riscaldano e si raffreddano più lentamente, influenzando il clima delle aree circostanti. La vegetazione gioca un ruolo importante nell'assorbire l'energia solare per la fotosintesi, contribuendo a moderare le temperature locali e a influenzare il ciclo idrologico.Pressione atmosferica e dinamica dei venti
La pressione atmosferica è la forza esercitata dall'aria sulla superficie terrestre e varia con l'altitudine, la temperatura e l'umidità. Diminuisce con l'aumento dell'altitudine e con l'aumento della temperatura, mentre aumenta con l'aumento dell'umidità. Le differenze di pressione atmosferica tra diverse regioni generano i venti, che si spostano dalle aree di alta pressione verso quelle di bassa pressione, seguendo percorsi influenzati dalla rotazione terrestre (effetto Coriolis). La pressione atmosferica è misurata in ettopascal (hPa), equivalenti a millibar (mb), e le sue variazioni sono rappresentate sulle carte meteorologiche dalle isobare, che collegano punti di uguale pressione atmosferica.
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Composizione dell'atmosfera
Principali gas presenti
L'atmosfera terrestre è composta principalmente da azoto (78%) e ossigeno (21%), con tracce di altri gas come l'anidride carbonica, il vapore acqueo e l'argon
Densità e forza di gravità
La densità dell'atmosfera diminuisce con l'aumento dell'altitudine, ma è mantenuta ancorata al pianeta dalla forza di gravità terrestre
Strati dell'atmosfera
L'atmosfera è suddivisa in cinque strati principali: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera e esosfera, ciascuno con caratteristiche fisiche e chimiche distinte
Ciclo dell'acqua
Processi di evaporazione e traspirazione
Il ciclo dell'acqua nell'atmosfera inizia con l'evaporazione dell'acqua dalle superfici terrestri e acquatiche e la traspirazione delle piante, guidati dall'energia solare
Formazione di nuvole e precipitazioni
Il vapore acqueo si condensa formando nuvole e precipita poi sotto forma di pioggia, neve o grandine, contribuendo al bilancio idrico atmosferico
Importanza del bilancio idrico
Il bilancio idrico atmosferico è fondamentale per il mantenimento dei cicli idrologici globali, che includono non solo i fiumi e i laghi, ma anche gli oceani e le riserve di acqua sotterranea
Ruolo dell'atmosfera nel clima e nella temperatura
Effetto serra naturale
L'atmosfera trattiene una parte del calore solare attraverso l'effetto serra naturale, mantenendo la Terra a una temperatura media adatta alla vita
Radiazione solare e infrarossa
La radiazione solare incidente viene in parte riflessa nello spazio e in parte assorbita dall'atmosfera e dalla superficie terrestre, mentre la Terra emette radiazione infrarossa a onde lunghe, trattenuta dai gas serra presenti nell'atmosfera
Fattori che influenzano la temperatura
La temperatura atmosferica è influenzata dall'altitudine, dall'angolo di incidenza dei raggi solari, dalla distribuzione geografica di terre e mari e dalla capacità termica delle masse d'acqua e della vegetazione
L'atmosfera terrestre
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00
Caratteristiche della troposfera
Strato più vicino alla Terra, 8-15 km altitudine, 75-80% massa atmosferica, fenomeni meteorologici.
01
Variazione temperatura troposfera
Diminuisce con aumento altitudine.
02
Fenomeni termosfera
Aurora boreale, aumento temperatura con altitudine.
